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multiphysics

ACE+ Suite計算流體力學 & 多重物理耦合求解器

軟體簡介ACE+ Suite 是一套應用於工程設計的分析軟體，並廣泛地被世界各地企業與組織所使用。因為其多重物理耦合求解能力，讓您能夠使用數值分析來模擬大小不同尺度的物理與化學現象。從汽車與航空業的大尺度空氣動力學到生醫的微尺度流動現象、從空間的粒子行為到電子元件的系統散熱、從半導體製程的蝕刻沉積到能源應用的燃料電池等，皆能進行分析研究。

此外，CFD-ACE+ 支援 Windows / Linux / UNIX 作業系統，能在高等主機、大型主機與工作站電腦進行平行運算，有效降低大型網格等複雜問題與暫態時域的計算時間。

效益與優勢

■ ACE+ Solver 求解器：能夠計算產業面實際應用的多重物理現象，並使用真實的物理計算模型，能在產品設計週期的初始階段做出關鍵性的設計決策方向，讓數值分析更能貼合實際狀況進行設計優化與改善。

■ VisCART建模工具：能快速將工業規模的複雜產品模型進行網格劃分，同時又能自動修補細小破裂與交錯的幾何，大幅降低幾週的前置作業。此外，網格將自動在特徵處進行邊界層加密，非常適用於計算流體力學。

■ GEOM建模工具：擁有完善的幾何建置介面，並支援CAD 輸入與網格生成，能讓使用者快速的創建與編修幾何，亦能有效的調整網格密度、更新網格模型與控制網格品質，創建多面體網格。此外，支援 Python 語法創建幾何參數化腳本，讓模型能執行腳本自動生成，以進行幾何優化分析。

■ VIEW後處理工具：能在較短的時間內將計算結果輸出圖表數據，並呈現專業的圖像與動畫，讓使用者能有效率的與工作團隊進行互動與溝通。

■ Sim-Manager分析管理工具：能匯入與輸入分析參數表，進行排程化自動運算，快速的尋求最佳化設計。

CFD-ACE+CFD-ACE+ 是 ACE+ Suite 的求解器，多重物理耦合是其一大特色，包含最先進的數值與物理模型，以及進階的前處理建模與後處理呈現工具進行搭配。軟體可應用於流體力學、熱傳遞學、微機電、微流體、電子散熱、環境安全、生物醫學、能源科技、燃料電池、化學攪拌、半導體製程、航空與汽車等各大領域。因其多重物理耦合的求解特性，而廣泛的被全球許多產業界與研究單位所使用。而求解器模組包含功能如下：

基本模組 Basic Module．可壓縮與不可壓縮流．層流與紊流．熱傳遞．融化與凝固．網格移動、旋轉、變形．多孔性材質．虛擬風扇模組．參數化排程運算．最佳化排程運算

Compressible / Incompressible

Laminar / Turbulence

Heat Transfer

Melting / Solidification

Grid Deformation

Porous Media

Virtual Fan Model

Parametric Study

Optimization Study

Radiation

User Scalar

Chemistry / Mixing

Electro / Bio Chemistry

Spray / Macro Particle

Free Surface (VOF)

Two Fluid

Cavitation

Electric / Magnetic

Plasma

Kinetic

Fluid-Structure Interaction (Stress)

Parallel Run

進階模組 Advanced Module．熱輻射．用戶自定義．化學與混合．電化學與生物化學．粒子與顆粒流動．自由液面．兩相流．空蝕現象．電磁場．電漿．氣體動力學．流固耦合．多核心平行運算　(2 / 4 / 8 / 16 / 32 / 64 核心)

CFD-VisCARTCFD-VisCART 是 ACE+ Suite 的建模工具之一，能夠處理工業等級的複雜幾何圖形，依據使用者的需求自動生成六面體直角坐標網格 (Cartesian Mesh)，提供給 CFD-ACE+ 求解器進行計算，並有下列強大特色：．瑣碎的幾何無須修補，可在建模過程中自動進行調整．幾何表面偵測性高，可鋪陳高仿真度的表面網格．時間快速、操作簡單、自動性高．可依需求自定義區域網格加密，操作簡易．邊界層網格鋪陳，適合應用於流體力學計算．支援平行核心網格建立，便於處理大型模型．支援多種格式匯入，包含SAT、IGES、STEP、STL、SolidWorks、ParaSolid、CATIA、Pro/E、Unigraphic、

Nastran等。

外流場建構適應性邊界層網格 複雜內流場也能捕捉細部特徵 複雜管內流也能一鍵生成

CFD-GEOMCFD-GEOM 為 ACE+ Suite 的建模工具之一，提供給 CFD-ACE+ 求解器進行計算，並有下列強大特色：．功能豐富但分類清楚，直觀且易操作的圖形操作介面。．不受限制、無限次數的上一步與下一步功能 (Undo / Redo)，方便進行修正。．點、線、面、體積等過濾器，能過濾顯示階層與選擇順序，便於處理複雜幾何。．支援匯入現有的幾何模型，大量的幾何繪製介面讓使用者能快速的創建與編修，並輸出通用的幾何格式。．豐富的網格生成系統，支援多面體網格、六面體結構網格、五面體半結構網格、四面體非結構網格，並可互相混

合銜接，提供給 CFD-ACE+ 求解器進行計算，同時亦可輸出 CAD 格式。．支援 Python 語法，可撰寫與紀錄所有的幾何與網格功能，讓使用者能創建參數化腳本，不僅能快速的修改中間

的建構順序，更能創建參數化幾何，讓 Sim-Manager 能進行幾何自動參數化分析，進而找出優化的幾何參數。 ．支援多種格式匯入，包含SAT、IGES、STEP、STL、AutoCAD、SolidWorks、Parasolid、CATIA、Pro/E、

Unigraphic、Nastran等。

結構網格應用於燃料電池 豐富的建模介面能夠繪製複雜幾何 非結構網格應用於管內流

Sim-ManagerSim-Manager 是 ACE+ Suite 的分析管理工具，搭配 CFD-GEOM 與 CFD-ACE+ 即可進行參數化排程運算及最佳化自動設計，讓使用者能直接定義變更的參數表，讓研究更加完整，其工具相關特徵如下：．排程分析結果自動排序命名．幾何大小、網格數量、邊界條件、體積條件均可作為參數進行排程運算．可自行輸入參數表，亦支援 EXCEL 與記事本格式匯入，且參數能執行複數交叉分析．最佳化分析可自行定義物理量目標、參數範圍與參數間隔

原始設計具有高壓降值 改善設計具有較低壓降值 可直接追蹤不同參數的物理量變化曲線

CFD-VIEWCFD-VIEW 是 ACE+ Suite 的後處理介面，能夠處理 CFD-ACE+ 與 CFD-FASTRAN 的計算流體力學分析結果。使用者能透過簡易的介面，輸出欲呈現的工程數據並輕易的整繪圖表，因此具有以下特點：

．簡潔與直觀的操作介面，能快速處理大量數據結果，並支援數據集平移、旋轉與鏡像．函數計算器能讓使用者自定義物理量，進而輸出需求數據之圖表、彩色圖面與動畫檔案．可讀取直角坐標、六面體、五面體、四面體、多面體等網格數據．可呈現3D空間之等值面、XYZ切面、流動軌跡、粒子軌跡、物理量數據等．可呈現2D平面之等值線、XYZ切線、流動軌跡、粒子軌跡、物理量數據等．可呈現1D線段之物理量數據變化圖表，亦可呈現指定座標點之物理量數據．可顯示網格線、數據等高分布、數據顏色示現、流體流動向量、粒子顆粒動態流動．可輸出速度/壓力/溫度/電磁場/紊流強度/應力應變/化學濃度/阻力與熱傳係數等物理量，進而匯出物理量數值、

物理量比較圖表、流場結果圖面資訊，甚至是錄製動畫影像檔案。支援輸出RGB/BMP/GIF/JPG/MPEG/AVI/EPS等格式。

圖像化呈現流動路徑 用向量與顏色呈現流場分佈 數據結果可直接匯出圖表比較

Transportation

空氣動力學引擎熱傳

傳動系統 舒適度

ACE+ Suite 在交通運輸業的應用上提供了完整的分析內涵，讓使用者能在運輸工業上處理各種具有挑戰性的應用問題。

．暫態與穩態溫度場．隔熱板．油電混合：電控冷卻行為

．發動機氣流．渦輪增壓機效能．油電混合：燃料電池與電池系統

．排氣系統．火星塞與內燃機

．乘客溫度．空調導管流

．外部氣流場與風阻計算．風阻係數與壓力係數．外型設計優化

引擎室熱流分析 空氣阻力分析 車外下雪流動 車內溫度控制

AerospaceACE+ Suite 在航空業的應用方面提供了高精準的工程分析方法與工具。軟體內的 CFD-FASTRAN 有強大的自由度移動體計算，能分析最複雜的航太問題，包含導彈發射、對接與分離、飛行動力學等。

發射與分離飛行動力學

太空裝置返還

駕駛艙舒適度

．浮力/阻力．導彈發射．低速飛行．高馬赫數飛行

．大氣層返還表面熱分析．彈射座艙熱傳與生存能力

．加熱與冷卻．增壓分析

．燃料箱晃動．助推器分離

氣體動力學探討 導彈飛行與分離 重複網格應用於螺旋槳

Energy - Fuel Cells and Batteries

熱管理燃料電池

發電系統

電池性能

ACE+ Suite 提供了能源科技業的真實應用。從理想到真實環境、從化學反應到系統散熱、從分析到最佳化設計都能進行模擬求解。

．水管理．熱傳分佈．電化學效率．系統管路輸送率

．熱交換器模組

．穩態分析．極化曲線．熱傳分佈

．堆疊層散熱與冷卻．封裝系統散熱

氫氣流道濃度分佈 降流管熱流分析 電池模組系統散熱

Thin Film - Semiconductor and SolarACE+ Suite 對於伴隨多樣性化學元素與化學反應的熱傳遞現象，提供了高精準度的三維模型分析能力，因此廣被半導體工業所使用。

塗佈半導體製程

太陽能

微機電

．化學氣相沉積與蝕刻．電磁場與電漿改善製程．電鍍反應．晶圓表面奈米尺度分析

．光學薄膜製程

．生物晶片．氣體混合．微流體．微面鏡

．表面光阻塗佈均勻性．考慮材料特性、表面張力、移動與旋轉速度

電漿輔助化學氣相沉積 (PECVD)

1707-A500